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【高工聚焦】采埃孚针对混合动力、电驱动系统产品发起攻势

2019-07-05 · 来源: 高工电动车网 关注度:27950 次
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摘要:采埃孚在2019全球科技日发布了其最新研发成果,发起电动化攻势,同时公布品牌宣传口号“MobilityLifeBalance”,中文为“衡以行道”。

日前,大众、宝马等众多传统主机厂巨头纷纷发起了“激进”的电动化攻势。作为“巨头背后的巨头”,采埃孚要如何满足成熟市场不同的客户需求?又要如何应对未来的出行变化?

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7月2日,采埃孚在2019全球科技日发布了其最新研发成果,发起电动化攻势,同时公布品牌宣传口号“MobilityLifeBalance”,中文为“衡以行道”。

这一口号被视为采埃孚为即将到来的法兰克福车展造势以及集团下一阶段的宣传口号。

该口号的目的主要是结合集团的总战略:打造下一代出行、技术/品牌战略:SEETHINKACT观察思考行动、以及零排放零事故愿景,如何通过技术让人们的出行与生活达到平衡并给生活增值。

其涉及集团的“四化”板块:电驱动、集成安全、车辆行动控制以及自动驾驶,覆盖乘用车、商用车、以及工业应用。

8速变速器

在全球科技日发布会上,采埃孚首席执行官沃夫翰宁·施艾德(Wolf-HenningScheider)首先对外宣布了一个好消息。菲亚特克莱斯勒集团确定采购采埃孚全新一代8挡混合动力自动变速器,这是宝马之后采埃孚获得的第二大订单。

据采埃孚估计,至2030年,至少70%的新车仍将配备常规的内燃机。然而,插电式混合动力车型是当下很多汽车厂商从传统燃油车时代到纯电时代的过度方案。

传统意义上,混合动力变速器是以高效能自动变速器为基础,并以高功率密度电驱动电机代替液力变矩器来实现的,采埃孚通过智能设计,从根本上重新定义了全新一代8挡混合动力自动变速器。

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模块化系统帮助轻混、全混系统及插电式混合动力系统在24kW到160kW的功率区间内实现最佳动力表现。功率电子单元不再作为一个单独的单元设计,而是在不增加变速器的外部尺寸的情况下,全集成至变速器壳体内。

在不启动内燃机的情况下,最大扭矩达450牛米,即使在纯电模式下也可实现高速行驶。采埃孚采用了全新一代自主研发的电机,并采用焊接铜棒代替复绕铜丝,因此,无需大幅增加安装尺寸。该技术又被称为“发夹技术”,提高铜填充水平,这对功率密度具有决定性影响。

除了高电压约300伏特的插电式混合动力车,在未来十年中,混合动力车也将发挥重要作用。它们的电压水平为48伏,通过再生制动回收发电,可以节省相当多的二氧化碳,这些再生制动回收可用于驱动电源。

此外,混合动力汽车在启动和加速过程中提供额外的动力,从而降低了污染物的排放。传统的内燃机在短时间内排放相对较多的污染物。

48伏的驱动器可以安装在传动系统的几个位置。安装在发动机输出轴上(“位置1”)和输入轴上(“位置2”)的效率特别高。采埃孚的新一代适用于这两种安装类型。该电机可以达到最大功率高达25千瓦,从而优化支持内燃机几乎所有的运行参数。

此外,众所周知,电动机必须通过电力电子设备来控制,电力电子设备既能将电池中的直流电转化为所需的交流电,又能控制电动机的功率和速度。这些电力电子设备通常被安置在一个独立的鞋盒大小的盒子里,用于所有系列混合动力变速箱。与第四代变速器一起,采埃孚首次将完整的电力电子设备集成到变速器壳体中。

这对汽车制造商来说是一个巨大的优势,因为混合动力驱动总成将不再比传统变速器复杂得多。此外,车辆需要更少的高压电缆,这提高了安全性。

采埃孚的工程师们面临的挑战是在不增加外部尺寸的情况下将电力电子设备完全集成到变速器中。他们通过一个巧妙的冷却概念以及其他几个发展项目来实现这一目标。

功率半导体,特别是用于高电压模型的IGBTs,产生了相对较高的余热。通过将电力电子设备与汽车空调系统的制冷剂电路连接,这部分能量就会被消耗掉。然而,最重要的进展是液压控制单元的尺寸大大减小,这触发了变速器的机械位移。

液压控制单元在目前的8速自动变速器中要求容积为3.1升,但在下一代中,它将缩小到1.8升。这主要是通过使用直接换向阀来实现的。与以前使用的电动压力制动器相比,这些电磁制动器不再需要额外的活塞和衬套。

值得一提的是,新的8速施工组件的额外组件也被智能设计用于混合操作。当涉及到油路时,这一点很明显。

以前,使用了两个油泵:一个非常高效的叶片细胞泵直接由内燃机驱动,另一个电动泵和/或脉冲存储器用于电动操作。在未来,将使用单功率分流泵。

当内燃机关闭时,它是由一个小的,直接连接的电动机驱动的。新的传动系统的力学原理也有助于高效的混合动力运行。

虽然四组行星齿轮和五组换挡元件的车身保持不变,但通过微调摩擦功率,效率得到了进一步提高。因此,在使用内燃机的过程中,二氧化碳的排放量每公里降低了1克。在电气操作时,范围相应增加。

另外,新一代8速自动变速器是专为发动机和变速器的纵向安装而设计的,这种驱动结构将会取得成功,尤其是在高档车领域,因为它满足了对舒适操作和降噪的高要求。

在混合动力运行过程中实现这一目标,部分原因在于坚实的机械基础。8个齿轮允许在较宽的速度范围内,低齿轮步长可达8.6级,因此低速步长可达8.6级。此外,采埃孚开发的离心式摆振减振器进行了优化,使驾驶员几乎感觉不到从电气操作切换到内燃机操作的开关。

在未来,传输控制模块将不再基于特征图,而是基于所有系统组件的数学模型。这是一个重要的先决条件,以满足日益复杂的未来传动系统。

采埃孚将于2022年在德国萨尔布鲁肯开始生产新一代8速自动变速器。此后不久,该公司将在中国市场和美国市场推出。

全新电动2挡减速器

采埃孚还带来全新的电动乘用2挡减速器,凭借该技术,采埃孚向乘用车市场推出新一代电驱动解决方案。

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采埃孚电驱动事业部系统集成负责人BertHellwig表示:“对于日常生活中使用的电动车来说,尽可能增加电池续航里程是至关重要的。能源转化效率每提高1%,续航里程就将增加2%。”,为了提高新型电驱动系统的性能等级,采埃孚利用自身的专业实力,开发出了最大额定功率为140kW的新型电机,配以两级换挡元件。

采用新型2挡减速器的车辆能耗将显著降低,与单挡减速器相比,续航里程增加多达5%;在70km/h的速度下可进行换档。新型2挡减速器可根据客户需求连接到车辆CAN通信,也可以通过连接数字地图和GPS实现换挡功能。

自动驾驶

此外,采埃孚集成其全面的车辆运动控制产品的优势,推出了一种创新底盘概念。

就如该系统名称一样,“飞毯2.0”系统追求的是稳和舒适,采埃孚认为,在自动驾驶时代,驾乘舒适性和安全性是最关键的要素。

“飞毯2.0”(FlyingCarpet2.0)能够避免乘员因车身振动而产生的不适,并通过这一预测功能使车辆平稳驶过弯道和颠簸坑洼路面,该系统集成了先进的传感器、智能控制单元和智能执行器。

“底盘对于全自动和自动驾驶的研发起到关键作用。”采埃孚乘用车底盘技术研发副总裁ChristophElbers博士说道。“我们推出的FlyingCarpet2.0是一款能够控制车辆几乎所有纵向、横向和垂直运动的底盘概念。”

据介绍,在采埃孚打造下一代出行方案的过程中,舒适度是决定性的因素之一。采埃孚与来自德国萨尔州的神经学专家合作,共同研究了如何在早期检测到晕车,以及如何避免晕车对驾乘体验产生不良影响。

此外,安全出行还意味着利用新开发及改进的舒适与安全功能,尽可能有效地保护车内及周边区域的所有道路使用者;对此,采埃孚还带来了紧急情况下自动离开车道的“自动规避碰撞前车”功能,以及全球首款带外置侧面安全气囊的预碰撞保护系统。

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